design人工湿地设计手册
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人工湿地工程设计方案目录人工湿地工程设计方案 (1)1.1.1.1治理目标 (1)1.1.1.2人工湿地工艺比选 (1)1.1.1.3人工湿地设计 (3)1.1.1.4植物选择 (4)1、配置原则 (4)2、配置分析 (4)3、配置选择 (5)4、种植要求 (5)1.1.1.5工程量统计表 (6)1.1.1.1治理目标本项目人工湿地主要用于处理漷县区域污水处理厂(站)尾水,深度净化水中有机物和氮磷等污染物,使出水达到地表口类标准,本次共建设人工湿地21 座。
选择投资省,工艺简单、运行费用低、管理简便的湿地工艺。
通过工程的实施,改善工程区周边河道水环境质量,同时充分考虑该流域生态恢复及湿地景观效果,利用湿地内不同种类植物的搭配,形成缤纷沼泽、芦苇溪岸、栈桥水畔等湿地小品景观。
1.1.1.2人工湿地工艺比选人工湿地类型按照水流方式不同分为表面流湿地和潜流湿地。
表面流湿地:污水在湿地土壤表面漫流,可在自然湿地基础上构造而成,同自然湿地净化原理最为接近,绝大部分污染物的去除是由长在植物地下茎、杆上的生物膜来完成。
表面流湿地充氧效果好,投资少。
不足之处是这种湿地不能充分利用湿地床及丰富的植物根系,净化负荷相对较低,占地面积较大。
潜流湿地:通过铺设炉渣、沸石、陶粒、砖块、碎石、细砂、土壤等填料层,使污水在湿地地表下渗流,充分利用湿地填料表面及植物根系上生物膜及其他各种作用处理污水,具有较高的处理效果和处理能力,同时由于水在地表下流动,保温性好,处理效果受气候影响较小。
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-1水平潜流湿地示意图垂直潜流湿地示意图不同类型人工湿地工艺与组合对特征污染物的去除效果不同,具有各自的特点,如下表。
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-1 人工湿地污染物去除效率%!-2本项目湿地形式选择,主要从污染物去除效率,占地面积、建设投资、运行原理等多方面考虑,建议采用水平潜流湿地作为本方案的湿地建设工艺。
人工湿地设计方案人工湿地(CW—Constructed Wetland)污水处理技术是70年代末发展起来的一种污水处理新技术。
它具有处理效果好、氮磷去除能力强,运转维护管理方便、工程基建和运转费用低以及对负荷变化适应能力强等特点,比较适合于技术管理水平不很高,规模较小的城镇或乡村的污水处理。
人工湿地的净化机理:人工湿地对废水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用。
湿地系统成熟后,填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。
废水流经生物膜时,大量的SS被填料和植物根系阻挡截留,有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被除去。
湿地系统中因植物根系对氧的传递释放,使其周围的环境中依次出现好氧、缺氧、厌氧状态,保证了废水中的氮磷不仅能通过植物和微生物作为营养吸收,而且还可以通过硝化、反硝化作用将其除去,最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。
湿地处理系统的设计1.选址考察地质、地貌、水文、自然资源、人文资源、有关法律及公众意见。
应因地制宜,尽量选择有一定自然坡度的洼地或经济价值不高的荒地,一方面减少土石方工程、利于排水、降低投资,另一方面防止对周围环境产生影响。
2.确定系统组合形式根据场地特征、处理要求和所处理污水的性质来确定。
单一式、并联式、串联式、综合式。
3.确定水力负荷根据文献或经验而定。
4.选择植物根据湿地植物的耐污性能、生长能力、根系的发达程度以及经济价值和美观等因素来确定。
一般有芦苇、席草、大米草、水葫芦、水花生等,最为常用的是芦苇,插植密度为1~3株/m2。
5.计算表面积 As=Q/a:As—表面积;Q—进水流量;a—水力负荷。
6.确定长宽比(1)表面流湿地:长宽比10:1或更大,根据地形来考虑,底坡降0%~1%。
(2)潜流湿地:根据达西定律Q=Ks*A*SS—水力坡度;A—湿地床横截面积;Ks—潜流渗透系数。
或厄刚公式As=5.2Q[LN(So-Se)],So—进水BOD浓度;Se—出水BOD浓度;As—湿地床表面积。
某河道人工湿地设计方案一、项目基本概况1.1 河道现状先导区内河流主要有运粮河和丁村沟。
a)运粮河运粮河属于淮河流域,涡河水系,起源于中牟县万滩乡万庄村南,东南方向途径东漳南、秫米店北、大胖西、老饭店西、朱仙镇东、大李庄西,在开封县大李庄乡,四合庄西汇入涡河,全长53.27km,总流域面积214km2。
其中中牟县境内长15.6km,流域面积112.9km2,规划区内河道长度3.9km,是先导区,乃至中牟县的一条主要防洪排涝河道。
运粮河属于季节性河流,在平面上基本保持了其自然河形,岸线有一定的蜿蜒,河道两侧滩地及堤防顶部有速生杨林,枯水期基本无基流,河流水质较差。
2005年按三年一遇除涝,十年一遇防洪标准进行了治理,治理长度15.6km,出境处设计排水流量40.84m3/s。
它是狼城岗干渠和丁村支渠区域的主要排水河道,主要支流有丁村沟(沟长14.61km)和运粮河支沟(沟长5km)。
设计排水能力16.9 m3/s ~48.7 m3/s,目前排水能力为设计能力的70%。
b) 丁村沟丁村沟属运粮河水系,位于丁村支渠与赵口总干渠1号沉砂池第Ⅰ条渠之间,发源于万滩镇关家村,流向东南,流经万滩镇、雁鸣湖两乡镇,经小朱村、岳庄、丁村南,再向东南,穿中东公路,至朱固村南入运粮河,全长14.4km,流域面积24.9km2。
其中中牟县先导区内河道长度为4.3km。
现状来水主要为上游村庄的生活污水,以及雁鸣湖的侧渗水,现状水质较差,河道内局部有生活垃圾。
1998年丁村沟进行了清淤,至今未再次治理过,它是示范区内的一条主要排水沟道。
设计排水能力3 m3/s ~15 m3/s,目前排水能力仅为设计能力的80%。
河渠均为季节性河流,现状河渠水系受周边工业污染相对较轻,主要受沿河村镇生活污水、农田排水和降雨径流污染影响,部分河渠河床内及两侧垃圾较多,旱季时基本成为排污沟,污染严重,水质均为劣V类,无法达到水功能区划和河流生态所需要的水质标准,严重影响先导区环境质量。
人工湿地优化设计方案参考规范《人工湿地污水处理工程技术规范》(HJ2005-2010),该标准由环境保护部科技标准司组织制定,本标准适用于城镇生活污水、城镇污水处理厂出水及与生活污水性质相近的其他污水处理工程,可作为人工湿地污水处理工程设计、施工、建设项目竣工环境保护验收及建成后运行与维护的技术依据。
关于xx项目,业主单位提出的人工湿地设计建造面积过大的情况,通过从工艺要求与占地面积、造价等方面进行考虑衡量,对表流湿地、水平潜流湿地、垂直流湿地等三种工艺进行比选,选择出最佳的技术路线。
一、工艺比选1.1技术规范设计标准参数1.2人工湿地设计处理水量(媪/d)经实地调查统计,上游畜禽养殖量约为1.2万头生猪当量,每头生猪排水量按35L/头-d。
1、养殖场污水排放量:Qi =存栏数(12000头)X排水系数;即:Qi=12000头X35L/头•d=420m3/d;经实地调查统计,水库上游居民数量约为8378人,人均排水量按100L/人・d估算。
2、居民污水排放量:Qz=人数(8378人)X排水系数(100L/人-d) = 837.8m3/d0综上所述:人工湿地设计处理水量Q=1257.8m3/d。
1.3人工湿地设计处理污染物量(以C0D计kg/d)项目区上游养殖场均配有粪污水处理环保设施,外排水均达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)。
查标准可知,养殖场排放污水中COD浓度约为400nig/L。
1、养殖场污染物排放量:吸=养殖场污水排放量QX排放的水中COD浓度C;即:mi = 420m3/dX400mg/L=168kg/d;居民排放的生活污水中COD浓度约为250mg/L o2、居民区污染物排放量:叱=生活污水排放量Qz(837. 8n?/d) X外排污水中COD浓度(250mg/L) =209. 45kg/d综上所述:污染物排放总量:m=377. 45kg/do根据初步设计方案,畜禽养殖废水与居民区生活污水经预处理后先流入1#、2#生态拦截沟,经生态拦截沟进一步降解污染水体中的污染因子,再流入人工湿地;其中,生态拦截沟对污染物的消减率约为20%o则:进入人工湿地的污染物总量:乩=污染物排放总量mX (1-20%) =377. 45kg/dX80% = 301.96kg/d o1.4人工湿地设计面积人工湿地出水COD浓度按50mg/L计算,则:人工湿地去除污染物量:M,=Mo-1257. 8m3/d X湿地出水COD浓度;即:M|=M。
⼈⼯湿地设计⽅案东升镇⽣活污⽔⼈⼯湿地设计⽅案⼈⼯湿地的净化机理:对SS:湿地系统成熟后,填料表⾯和植物根系将由于⼤量微⽣物的⽣长⽽形成⽣物膜。
废⽔流经⽣物膜时,⼤量的SS被填料和植物根系阻挡截留。
对有机物:有机污染物通过⽣物膜的吸收、同化及异化作⽤⽽被除去。
对N、P:湿地系统中因植物根系对氧的传递释放,使其周围的环境中依次出现好氧、缺氧、厌氧状态,保证了废⽔中的氮磷不仅能通过植物和微⽣物作为营养吸收,⽽且还可以通过硝化、反硝化作⽤将其除去,最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。
⼀、污⽔⽔质(⼀)、作为⽣活污⽔处理的主体⼯程。
按照城镇⽣活污⽔⽔质⼀般范围,可认为东升镇⽣活污⽔⽔质状况如下:COD 250—350mg/l(项⽬取中间值300 mg/l,需监测核实);BOD 150--250 mg/l(取中间值200 mg/l);SS 200--300 mg/l(项⽬取中间值250 mg/l); NH3—N 30--40mg/l(取中间值35 mg/l),P 8--10mg/l(取最⼤值10 mg/l);⽔量按照5000m3/d设计。
(⼆)、作为⽣活污⽔处理⼚的后续⼯程。
⼀般镇区均需要建设⼆级污⽔处理⼚,按照城镇污⽔处理⼚的出⽔标准,如东升镇⼆级污⽔处理⼚达标排放,则污⽔处理⼚出⽔应执⾏⼴东省《⽔污染排放限值》(DB4426--2001)中第⼆时段中的⼆级标准:COD 60mg/l;BOD 30 mg/l;SS 30 mg/l; NH3—N 15mg/l,P 1mg/l;⽔量按照5000m3/d设计;作为⽣活污⽔处理⼚的后续⼯程,⼈⼯湿地的处理压⼒要⼩得多,且⽔平潜流式⼈⼯湿地对氨氮的处理效果不如垂直流⼈⼯湿地,本项⽬暂不深⼊分析此项。
⼆、出⽔要求东升镇⽣活污⽔最终出⽔预计进⼊北部排灌渠,按照《中⼭市⽔环境功能区⽔质保护规定》(中府[1997]115号)的功能区划,该渠符合《地表⽔环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅳ类⽔体要求,因此⼈⼯湿地出⽔应执⾏⼴东省《⽔污染排放限值》(DB4426--2001)中第⼆时段中的⼆级标准;为:COD 100mg/l;BOD 30 mg/l;SS 30 mg/l; NH3—N 15 mg/l,P 1 mg/l。